Квантовоэлектродинамическая теория двухфотонных распадов атомов и ионов и ее приложение к Е1Е1, Е1М1 и Е1Е2 переходам

• Автор: Шонин, Алексей Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 124 с. : ил.

Система единиц и обозначения

1. Двухфотонные распады в атомах и МЭИ: обзор существующих результатов

1.1. Современный статус физики МЭИ

1.2. Двухфотонные распады в атоме водорода и водородоподобных ионах

1.3. Двухфотонные распады в многоэлектронных

2. КЭД теория спектральной линии и ее приложение к теории двухфотонных распадов

2.1. История вопроса

2.2. Резонансное рассеяние фотона на атомном электроне

2.3. Контур линии для процесса излучения

2.4. Двойное резонансное рассеяние

2.5. Двухфотонные распады и каскадные переходы
2.6. Теория контура линии для двухэлектронных атомов
3. Б1Б1, Е1М1 и Е1Е2 переходы в атоме водорода и одноэлектронных ионах
3.1. Вероятности двухфотонных распадов
3.2. Интегрирование по углам
3.3. Е1Е1 переход 2.51/2 —> 1в1/2. Детали расчетов, таблицы, обсуждение
3.4. Е1М1 переход 2рх/2 —> 1«1/2

3.5. Е1Е2 переход 2рх/2 —* 1й1/2
3.6. Аналитическое выражение для отрицательно-энергетической части
3.7. Общая поправка к Е1-переходу
4. Е1М1 переходы 23Ро —> в двухэлектронных МЗИ
4.1. История вопроса. Предварительные расчеты.
Проблема каскадов
4.2. Двухфотонный распад при наличии каскадов: контур спектральной линии каскадных переходов и отличие "чистого" двухфотонного перехода от каскада
4.3. Угловое интегрирование и выражение для вероятностей переходов
4.4. Результаты численного расчета, обсуждение и выводы
Заключение
Приложения
Приложение А. Матричные элементы электрических и магнитных переходов
Приложение В. Суммирование по проекциям моментов
Таблицы
Рисунки
Список литературы

Актуальность работы Многозарядные ионы (МЗИ), ионы с относительно небольшим количеством электронов, являются сегодня бурно развивающейся областью атомной физики. Практический интерес к МЗИ можно объяснить относительной простотой этой системы, а также большой величиной релятивистских и квантовоэлектродинамических эффектов, возникающих благодаря движению электронов в очень сильном электрическом поле ядра. Таким образом, исследование МЗИ дает возможность проверки различных аспектов КЭД теории в сильных полях. Значительное развитие экспериментальной базы, а также вычислительных и теоретических методов, произошедшее в последнее время, позволило получить множество новых данных в области физики МЗИ. При этом все больший интерес уделяется ионам с числом электронов больше одного: такие ионы проще получить, и при этом время жизни таких систем больше, чем водородоподобных ионов с тем же зарядом ядра. Настоящая диссертация посвящена расчетам двухфотонных переходов в одно- и двухэлектронных многозарядных ионах, выполненным строго в рамках КЭД.
Цель работы
1. Развитие КЭД теории двухфотонных и каскадных переходов на основе КЭД теории контура спектральной линии.
2. Развитие КЭД теории двухфотонных переходов при наличии каскадов и численные расчеты вероятностей двухфотонных переходов в двухэлектронных ионах.
3. Численный расчет Е1М1, Е1Е2 переходов 2рг/2 —> 1 ъд/г в одноэлектронный системах, изучение влияния промежуточных отрицательно-энергетических состояний на вероятности этих переходов.

себя, как:
при cityis1 = 2.907 • 10
(3.35)
Формула (3.34) согласуется со следующей оценкой выражения для вероятности двухфотонного Е1М1 перехода (в релятивистских единицах):
в котором Ші/ - частота перехода 2р — ls, АЕпі - энергетические знаменатели, d и ß обозначают электрический и магнитный дипольные операторы, (а||...||Ь) - редуцированные, т.е. проинтегрированные по углам матричные элементы. Суммирование в формуле производится по спектру решений уравнения Шредингера. Матричный элемент дипольного оператора d = = л/сёг (г - радиус-вектор электрона а атоме) является величиной порядка (г||с?||гг) ~ л/а/та Z p.e. Аналогично, матричный элемент магнитного дипольного оператора ß — -/as/m (s - спин электрона) (n||/j||/) - величина порядка у/а/т, в том случае если главные квантовые числа состояний (п| и |/) совпадают. Иначе, в нерелятивистском пределе эти матричные элементы равны нулю в связи с ортогональностью радиальных волновых функций. Таким образом, предполагая, что ~ rn(aZ)2 p.e., АEni ~ m(aZ)2 p.e., и принимая во внимание связь между релятивистскими и атомными единицами энергии а2 р.е.=1 а.е., получается результат формулы (3.34).
При малых Z в калибровке "скорости" картина сильно меняется. Во-первых, вклад промежуточных состояний с п = ls (первый член в (3.36))
Г2ріУ1(+)(ДЛИНа)

(3.36)